參考書籍《彙編語言》王爽 著/清華大學出版社 菜單導航:一、彙編基礎知識 二、寄存器和常見彙編指令演示 一、基礎知識 1、彙編指令是機器指令的助記符,同機器指令一一對應 2、每一種CPU都有自己的彙編指令集 3、CPU可以直接使用的信息在存儲器中存放 4、在存儲器中指令和數據沒有任何區別,都是二進位 ...
參考書籍《彙編語言》王爽 著/清華大學出版社
菜單導航:一、彙編基礎知識
一、基礎知識
1、彙編指令是機器指令的助記符,同機器指令一一對應
2、每一種CPU都有自己的彙編指令集
3、CPU可以直接使用的信息在存儲器中存放
4、在存儲器中指令和數據沒有任何區別,都是二進位信息
5、存儲單元從零開始順序編號
6、一個存儲單元可以存儲8個bit, 即8位二進位數
7、1Byte = 8bit ; 1KB = 1024B ; 1MB = 1024KB ; 1GB = 1024MB
8、CPU要想進行數據的讀寫,必須和外部器件(標準的說法是晶元)進行下麵3類信息的交互:
- 存儲單元的地址(地址信息)
- 器件的選擇,讀或寫的命令(控制信息)
- 讀或寫的數據(數據信息)
9、那麼CPU是通過什麼將地址、數據和控制信息傳到存儲器晶元中的呢?電子電腦能處理、傳輸的信息都是電信號,電信號當然要用導線傳送。
在電腦中專門有連接CPU和其他晶元的導線,通常稱為匯流排。
匯流排從物理上來講,就是一根根導線的集合。根據傳送信息的不同,匯流排從邏輯上又分為3類:地址、控制、數據
每一個CPU晶元都有許多管腳,這些管腳和匯流排相連。也可以說,這些管腳引出匯流排。
一個CPU可以引出3種匯流排的寬度標誌了這個CPU的不同方面的性能。
- 地址匯流排:地址匯流排的寬度決定了CPU的定址能力
- 比如8086cpu,它的地址匯流排寬度為20,所以它的定址能力是2^20 = 2^10 * 2^10 = 1024 * 1024 = 1M
- 怎麼理解?就是說8086有20根線,每根線控制一個0或者1,每次可以同時操作20根線發出一個0或者1的電信號,
- 則有排列組合2^20=1024 * 1024 種可能性,即8086最多可以找到1024 * 1024 個記憶體單元(從0 --> 1024*1024),
- 一個記憶體單元表示一個位元組,也就是說8086最多可以尋找到1024 * 1024 = 1M個數量的記憶體地址;
- 也就是說如果cpu的地址匯流排寬度是20,則給它配置1M的記憶體條已經夠了,如果配置了2M就是浪費,因為它最多只能找到1M個記憶體單元,也最多只能用到1M個記憶體單元,另外1M個記憶體單元沒有能力找到更是用不上了。
- 數據匯流排:數據匯流排的寬度決定了CPU與其他器件進行數據傳送時的一次數據傳送量
- 比如8086cpu的數據匯流排寬度是16,則每次可以傳遞2個位元組的數據。
- 怎麼計算出來的?16根線,每根線控制一個0或者1,每次可以同時操作16根線發出一個0或者1的電信號;
- 數據匯流排和地址匯流排理解上不一樣,這裡的同時操作16位0或者1,也就是傳遞16個0或者1的二進位信號;
- 就是說每次傳遞2個位元組的數據(16bit = 2Byte)
- 控制匯流排:控制匯流排的寬度決定了CPU對系統中其他器件的控制能力
10、做個小練習
- 一個CPU 的定址能力為8KB,那麼它的地址匯流排的寬度為____
- 8080,8088,80286,80386 的地址匯流排寬度分別為16根,20根,24根,32根.那麼他們的定址能力分別為多少____KB, ____MB,____MB,____GB?
- 8080,8088,8086,80286,80386 的數據匯流排寬度分別為8根,8根,16根,16根,32根.那麼它們一次可以傳輸的數據為:____B,____B,____B,____B,____B,
- 從記憶體中讀取1024位元組的數據,8086至少要讀____次,80386至少要讀取____次.
答案:
1、一個CPU 的定址能力為8KB,那麼它的地址匯流排的寬度為__13__ 2、8080,8088,80286,80386 的地址匯流排寬度分別為16根,20根,24根,32根.那麼他們的定址能力分別為多少__64__KB, __1__MB,__16__MB,__4__GB 3、8080,8088,8086,80286,80386 的數據匯流排寬度分別為8根,8根,16根,16根,32根.那麼它們一次可以傳輸的數據為:__1__B,__1__B,__2__B,__2__B,__4__B 4、從記憶體中讀取1024位元組的數據,8086至少要讀__512__次,80386至少要讀取__256__次.View Code
二、寄存器
1、從物理結構來講,CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等
- 運算邏輯部件(Logic components): 可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作,也可執行地址運算和轉換;
- 寄存器部件,包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數和浮點數兩類,它們用來保存指令執行過程中臨時存放的寄存器操作數和中間(或最終)的操作結果。 通用寄存器是cpu的重要部件之一。
- 控制部件: 主要是負責對指令解碼,並且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。其結構有兩種:一種是以微存儲為核心的微程式控制方式;一種是以邏輯硬佈線結構為主的控制方式。
2、對程式員來說,CPU中最主要部件是寄存器,可以通過改變寄存器的內容來實現對CPU的控制;
不同的cpu,寄存器的個數、結構是不同的。比如8086是16位結構的cpu,
8086有14個16位的寄存器,每個可以存放2個位元組。
3、通用寄存器的作用
- AX、BX、CX、DX這四個寄存器通常用來存放一般性的數據,稱為通用寄存器(有時也有特定用途)
- 通常,cpu會先將記憶體中的數據存儲到通用寄存器中,然後再對通用寄存器中的數據進行運算。
舉例說明,在記憶體中有塊紅色記憶體空間的值是3,現在想把它的值加1,並將新的計算結果存儲到藍色記憶體空間,如圖所示
那麼這個在cpu的執行步驟是怎樣的呢?
1)、cpu首先會將紅色記憶體空間的值放到AX寄存器中:mov ax, 紅色記憶體空間
2)、然後讓AX寄存器與1相加:add ax, 1
3)、最後將值賦值給記憶體空間:mov 藍色記憶體空間,ax
4、數據寄存器的相容:
- AX、BX、CX、DX這四個通用寄存器都是16位的,
- 但是上一代的8086寄存器都是8位,為了保證相容, 這四個寄存器都可用2個獨立的8位寄存器來使用
- H代表高位寄存器
- L代表低位寄存器
5、彙編指令舉例
接下來看一下CPU執行下圖中的每條指令後,對寄存器中的數據進行的改變:
說明,假設原AX中的值:0000H, 原BX中的值:0000H
為什麼程式段中最後一條指令 add ax,bx, 在執行前ax和bx中的數據都為8226H, 相加後所得值為044CH, 而不是:1044CH ?
因為ax為16位寄存器,只能存放4位16進位的數據,所以最高位的1不能在ax中保存,ax最後保存的數據為:044CH
再來看一段程式段的指令,註意高位和低位寄存器的計算
最後一個指令 add al,93H後AX中的數據為0058H, 為啥?
執行前,al中的數據為C5H, 相加93H為158H, 但是al為一個獨立8位寄存器,和ah沒有關係,CPU在執行這條指令時認為ah和al時兩個不相關的寄存器。
所以只能存放兩位十六進位的數據,所以最高位的1丟失。
另外,在進行數據傳送或運算時,要註意指令的兩個操作對象的位數應當是一致的,例如下圖這些是正確的指令:
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而下麵的指令等都是錯誤的指令
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